石墨的青銅-鋼背雙金屬材料的微摩擦學(xué)特征

采用ansys方法求解了雙金屬材料圓板ⅲ型界面裂紋動(dòng)態(tài)擴(kuò)展,并通過(guò)典型算例,求得了裂紋區(qū)應(yīng)力、位移及應(yīng)力強(qiáng)度因子,為認(rèn)識(shí)雙金屬材料圓板ⅲ型界面裂紋擴(kuò)展機(jī)理提供理論依據(jù)。

為研究銅基石墨合金材料的摩擦性能,并預(yù)測(cè)材料的磨損量變化和壽命,研究了磨損實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),總結(jié)出用臨界熱應(yīng)力狀態(tài)來(lái)判定磨損量線性或非線性的增長(zhǎng)關(guān)系的結(jié)論,并通過(guò)微觀機(jī)理研究、解釋并證明了結(jié)論的正確性。通過(guò)石墨潤(rùn)滑層損壞機(jī)理推導(dǎo)出磨損量計(jì)算公式并驗(yàn)證了公式的可行性。

本文通過(guò)對(duì)普通石墨、表層鍍覆不同含量的石墨等材料的加入，利用真空熱壓的工藝，對(duì)在金剛石磨具中加入石墨的形式不同時(shí)對(duì)磨具力學(xué)性能的影響進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和分析。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，金剛石磨具中隨著純石墨加入量的增加，磨具的硬度和抗折強(qiáng)度均會(huì)降低；而加入表面鍍銅的石墨的金剛石磨具的硬度、抗折強(qiáng)度比加入純石墨的磨具的硬度、抗折強(qiáng)度大且石墨鍍銅的銅含量越高，磨具硬度、抗折強(qiáng)度越大。

目前,工業(yè)中常用的聚合物減摩自潤(rùn)滑材料有聚酰亞胺、聚甲醛、聚乙烯、聚四氟乙烯等。其中,尤以聚四氟乙烯的摩擦系數(shù)最低,靜摩擦系數(shù)僅為0.04。但由于聚合物機(jī)械力學(xué)性能比較差,耐熱散熱導(dǎo)熱性能差,大大縮小了其適用范圍,只能應(yīng)用于常規(guī)工況中,例如高載荷、高速、高溫等工況條件下,使用聚合物潤(rùn)滑材料反而起不到應(yīng)有的作用。

石墨烯有特殊的二維結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的物理、化學(xué)及機(jī)械性能,作為強(qiáng)化相可以有效改善材料的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、導(dǎo)電性等。高性能石墨烯-金屬?gòu)?fù)合材料的應(yīng)用廣泛,既可作為結(jié)構(gòu)材料使用,也可以作為超級(jí)電容器、鋰電池、生物傳感器和儲(chǔ)氫材料。本文對(duì)石墨烯-金屬?gòu)?fù)合材料的主要制備方法及及其應(yīng)用做了簡(jiǎn)單的介紹,并概括了其今后可能的發(fā)展方向。

2、無(wú)損檢測(cè)的金屬學(xué)與金屬材料

考察了銅-石墨復(fù)合材料和商品zqal9-4鋁青銅材料在干摩擦條件下的室溫摩擦磨損性能,得出了兩者的磨損圖.結(jié)果表明:銅-石墨復(fù)合材料表現(xiàn)出優(yōu)異的減摩性能;銅-石墨材料的磨損體系可以分為輕微磨損(磨損率小于1×10-4mm3/m)、中等磨損(1×10-4~1×10-3mm3/m)和嚴(yán)重磨損(磨損率大于1×10-3mm3/m)3個(gè)區(qū)域,而zqal9-4鋁青銅的磨損體系可分為輕微磨損、中等磨損和咬合3個(gè)區(qū)域;在載荷小于5n,滑動(dòng)速度處于0.005~0.05m/s時(shí),銅-石墨復(fù)合材料表現(xiàn)出比鋁青銅更優(yōu)異的耐磨性.

第二節(jié)金屬材料的力學(xué)性能（硬度、韌性、疲勞）及工藝性能 一、復(fù)習(xí)要求 1、知道硬度的概念； 2、熟悉硬度測(cè)試的方法及原理； 3、知道各種硬度測(cè)試的表示方法； 4、知道各種硬度測(cè)試方法的特點(diǎn)并能根據(jù)特點(diǎn)進(jìn)行合理選用； 5、知道沖擊韌性的概念并了解其測(cè)試原理、方法及適用； 6、知道疲勞的概念并了解其特征和產(chǎn)生疲勞的原因； 7、知道疲勞曲線和疲勞極限的概念并了解影響疲勞極限的因素； 8、了解工藝性能的種類及影響因素。 二、課前自主復(fù)習(xí) （一）、復(fù)法指導(dǎo) 1、復(fù)習(xí)內(nèi)容 1）、硬度、韌性、疲勞概念； 2）、硬度、韌性、疲勞的測(cè)試方法及應(yīng)用場(chǎng)合； 3）、影響硬度、韌性、疲勞的因素。 2、怎么復(fù) 1）、抓住載荷特性及衡量指標(biāo)結(jié)合強(qiáng)度、塑性的概念對(duì)硬度、韌性、疲勞的概念進(jìn)行比較記 憶； 2）、課堂以探究解析硬度、韌性、疲勞等知識(shí)應(yīng)用選擇來(lái)幫助同學(xué)理解知識(shí)為主； 3）、提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題并及

1金屬材料的種類與力學(xué)性能

金屬材料力學(xué)性能的定義和力學(xué)性能常用指標(biāo)的具體含義及表示方法 載荷類 型 力學(xué)性能指標(biāo) 名稱 表示 符號(hào) 單位 或范圍 內(nèi)涵特點(diǎn)及用途 靜載荷 強(qiáng)度 （材料抵抗 永久變形和 斷裂的能 力） 屈服點(diǎn)σsmpa塑性材料開(kāi)始產(chǎn)生屈服時(shí)的最 低應(yīng)力值 評(píng)定材料優(yōu)劣指標(biāo)； 檢驗(yàn)材質(zhì)合格與否的 標(biāo)準(zhǔn)；機(jī)械零件設(shè)計(jì)、 選材的定量依據(jù) 屈服強(qiáng)度σ0.2mpa 無(wú)屈服點(diǎn)材料產(chǎn)生2%變形時(shí) 的應(yīng)力值 抗拉強(qiáng)度σbmpa 材料斷裂前所能承受的最大應(yīng) 力值；脆性材料設(shè)計(jì)計(jì)算的依 據(jù) 塑性 （材料產(chǎn)生 永久變形而 不斷裂的能 力） 斷后伸長(zhǎng) 率 δ% 試樣拉斷后標(biāo)距長(zhǎng)度伸長(zhǎng)的百 分率 零件設(shè)計(jì)選材的參考 依據(jù)，安全工作的可 靠保證。一般δ＞ 5%、φ＞10%可滿 足大多數(shù)零件的使用 要求 斷面收縮 率 φ% 試樣斷裂處橫截面積收縮的百 分率 硬度 （材料或零 件局部抵抗 壓入變

采用冷壓燒結(jié)粉末冶金法,以300mpa的壓力進(jìn)行初壓,在氫氣保護(hù)氣氛下于燒結(jié)溫度為950℃,3h下燒結(jié),然后冷卻至室溫后再以300mpa的壓力進(jìn)行復(fù)壓制備出銅石墨合金材料.通過(guò)電滑動(dòng)磨損試驗(yàn)及掃描電子顯微鏡分析等方法研究了銅石墨合金材料的磨損性能,探討其磨損機(jī)制.結(jié)果表明:在試驗(yàn)參數(shù)范圍內(nèi),試樣的磨損量隨著試驗(yàn)載荷、速度及電流密度的增加而增大;在載流條件下電流產(chǎn)生的電弧熱是其磨損量增加的主要因素;石墨和鉛以單質(zhì)形式存在有利于摩擦副之間的潤(rùn)滑和提高其耐磨性能;合金的磨損機(jī)制主要為磨粒磨損、電侵蝕磨損和黏著磨損.

金屬材料的加工工藝

金屬材料的檢驗(yàn) 金屬材料屬于冶金產(chǎn)品，從事金屬材料生產(chǎn)、訂貨、運(yùn)輸、使用、保管和檢驗(yàn)必須依據(jù)統(tǒng)一 的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)--冶金產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)從事金屬材料的工作人員必須掌握標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)內(nèi)容。 我國(guó)冶金產(chǎn)品使用的標(biāo)準(zhǔn)為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（代號(hào)為"國(guó)標(biāo)"gb""）、部標(biāo)（冶金工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn) "yb"、一機(jī)部標(biāo)準(zhǔn)"jb"等、）企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)三級(jí)。 （一）包裝檢驗(yàn) 根據(jù)金屬材料的種類、形狀、尺寸、精度、防腐而定。 1．散裝：即無(wú)包裝、揩錠、塊（不怕腐蝕、不貴重）、大型鋼材（大型鋼、厚鋼板、鋼軌）、 生鐵等。 2．成捆：指尺寸較小、腐蝕對(duì)使用影響不大，如中小型鋼、管鋼、線材、薄板等。 3．成箱（桶）：指防腐蝕、小、薄產(chǎn)品，如馬口鐵、硅鋼片、鎂錠等。 4．成軸：指線、鋼絲繩、鋼絞線等。 對(duì)捆箱、軸包裝產(chǎn)品應(yīng)首先檢查包裝是否完整。 （二）標(biāo)志檢驗(yàn) 標(biāo)志是區(qū)別材料的材質(zhì)、規(guī)格的標(biāo)志，主

1金屬材料的性能 金屬材料的性能分為使用性能和工藝性能。使用性能是指金屬材料在使用過(guò)程中反映 出來(lái)的特性，它決定金屬材料的應(yīng)用范圍、安全可靠性和使用壽命。使用性能又分為機(jī)械性 能、物理性能和化學(xué)性能。工藝性能是指金屬材料在制造加工過(guò)程中反映出來(lái)的各種特性， 是決定它是否易于加工或如何進(jìn)行加工的重要因素。 在選用金屬材料和制造機(jī)械零件時(shí)，主要考慮機(jī)械性能和工藝性能。在某些特定條件下 工作的零件，還要考慮物理性能和化學(xué)性能。 1.1金屬材料的機(jī)械性能 各種機(jī)械零件或者工具，在使用時(shí)都將承受不同的外力，如拉力、壓力、彎曲、扭轉(zhuǎn)、 沖擊或摩擦等等的作用。為了保證零件能長(zhǎng)期正常的使用，金屬材料必須具備抵抗外力而不 破壞或變形的性能，這種性能稱為機(jī)械性能。即金屬材料在外力作用下所反映出來(lái)的力學(xué)性 能。金屬材料的機(jī)械性能是零件設(shè)計(jì)計(jì)算、選擇材料、工藝評(píng)定以及材料檢驗(yàn)的主要依據(jù)。 不同的

金屬材料的發(fā)展前景 金屬材料，尤其是新型金屬材料在目前的情況下，應(yīng)用較為廣泛，前景依然不錯(cuò)，這種狀況將 持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間，非金屬材料的研究進(jìn)展將決定這種狀態(tài)的時(shí)間長(zhǎng)短。 一、鎂及鎂合金 鎂由于優(yōu)良的物理性能和機(jī)械加工性能，豐富的蘊(yùn)藏量，已經(jīng)被業(yè)內(nèi)公認(rèn)為最有前途的輕量化 材料及21世紀(jì)的綠色金屬材料，未來(lái)幾十年內(nèi)鎂將成為需求增長(zhǎng)最快的有色金屬。 1、汽車(chē)、摩托車(chē)等交通類產(chǎn)品用鎂合金 20世紀(jì)70年代以來(lái)，各國(guó)尤其是發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)汽車(chē)的節(jié)能和尾氣排放提出了越來(lái)越嚴(yán)格的限制， 1993-1994年歐洲汽車(chē)制造商提出“3公升汽油轎車(chē)”的新概念。美國(guó)提出了“pngv”（新一代交通 工具）的合作計(jì)劃。其目標(biāo)是生產(chǎn)出消費(fèi)者可承受的每百公里耗油3公升的轎車(chē)，且整車(chē)至少80% 以上的部件可以回收。這些要求迫使汽車(chē)制造商采用更多高新技術(shù)，生產(chǎn)重量輕、耗油少、符合環(huán) 保要求的新一代汽車(chē)。據(jù)測(cè)算，汽車(chē)自

用電鍍法制作了銅-鋼雙金屬桿,并測(cè)試了它和45鋼桿的基本力學(xué)性能(拉伸,壓縮,沖擊韌性),對(duì)雙金屬桿和45鋼桿基本力學(xué)性能進(jìn)行了比較分析。

金屬材料的檢驗(yàn) 金屬材料屬于冶金產(chǎn)品，從事金屬材料生產(chǎn)、訂貨、運(yùn)輸、使 用、保管和檢驗(yàn)必須依據(jù)統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)--冶金產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)從事金 屬材料的工作人員必須掌握標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)內(nèi)容。 我國(guó)冶金產(chǎn)品使用的標(biāo)準(zhǔn)為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（代號(hào)為"國(guó)標(biāo)"gb""）、部 標(biāo)（冶金工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)"yb"、一機(jī)部標(biāo)準(zhǔn)"jb"等、）企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)三級(jí)。 （一）包裝檢驗(yàn) 根據(jù)金屬材料的種類、形狀、尺寸、精度、防腐而定。 1．散裝：即無(wú)包裝、揩錠、塊（不怕腐蝕、不貴重）、大型鋼 材（大型鋼、厚鋼板、鋼軌）、生鐵等。 2．成捆：指尺寸較小、腐蝕對(duì)使用影響不大，如中小型鋼、管 鋼、線材、薄板等。 3．成箱（桶）：指防腐蝕、小、薄產(chǎn)品，如馬口鐵、硅鋼片、 鎂錠等。 4．成軸：指線、鋼絲繩、鋼絞線等。 對(duì)捆箱、軸包裝產(chǎn)品應(yīng)首先檢查包裝是否完整。 （二）標(biāo)志檢驗(yàn) 標(biāo)志是區(qū)別材料的材質(zhì)、規(guī)格的標(biāo)志，主要說(shuō)明供方名稱、牌 號(hào)、檢驗(yàn)批號(hào)、規(guī)

常見(jiàn)的金屬材料 (2)

常見(jiàn)的金屬材料

實(shí)驗(yàn)五金屬材料的硬度實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、熟悉掌握布氏、洛氏和維氏硬度測(cè)定的基本原理和硬度值表示方法； 2、熟悉掌握布氏、洛氏和維氏硬度測(cè)定的應(yīng)用范圍； 3、熟悉掌握布氏、洛氏和維氏硬度計(jì)的主要結(jié)構(gòu)及操作方法。 二、實(shí)驗(yàn)原理 金屬的硬度可以認(rèn)為是金屬材料表面在接觸應(yīng)力作用下抵抗塑性變形的一種能力，硬度測(cè)量能夠 給出金屬材料軟硬程度的數(shù)量概念。由于在金屬表面以下不同深處材料所承受的應(yīng)力和所發(fā)生的變形程 度不同，因而硬度值可以綜合反映壓痕附近局部體積內(nèi)金屬的彈性、微量塑變抗力、塑變強(qiáng)化能力以及 大量形變抗力。硬度值越高，表明金屬抵抗塑性變形能力越高，材料產(chǎn)生塑性變形就越困難。另外，硬 度與其它力學(xué)性能(如強(qiáng)度指標(biāo)σb塑性指標(biāo)ψ和δ)之間有一定的內(nèi)在聯(lián)系，所以從某種意義上說(shuō)硬度的 大小對(duì)于機(jī)械零件或工具的使用性能及壽命具有決定性意義。 1、硬度的實(shí)驗(yàn)方法 硬度的實(shí)驗(yàn)方法很多，主要有

金屬材料的選用原則 材料科學(xué)被稱之為人類文明的四大支柱之一。金屬材料的選用同其它各類材料一樣，是一個(gè) 比較復(fù)雜的問(wèn)題。它是各機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中極為重要的一環(huán)。要生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品，必須從 產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、選材、冷熱工藝、生產(chǎn)成本等方面進(jìn)行綜合考慮。但對(duì)于要趕超世界先進(jìn) 水平的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，能否達(dá)到國(guó)際水平，關(guān)鍵還在于材料和工藝水平，當(dāng)然管理水平也是重要 一環(huán)。 正確、合理選材是保證產(chǎn)品最佳性能、工作壽命、使用安全和經(jīng)濟(jì)性的基礎(chǔ)。現(xiàn)就金屬材料 選用的一般原則做以下介紹： ⑴所選用材料必須滿足產(chǎn)品零件工作的要求 各種機(jī)械產(chǎn)品，由于它們的用途、工作條件等的不同，對(duì)其組成的零部件也自然有著不同的 要求，具體表現(xiàn)在受載大小、形式及性質(zhì)的不同，受力狀態(tài)、工作溫度、環(huán)境介質(zhì)、摩擦條 件等的不同。 例如：對(duì)于航空用燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，渦輪葉片是整機(jī)中工作環(huán)境最惡劣的零件，因此， 對(duì)燃?xì)?/p>

高等教育要服務(wù)于區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,石墨是國(guó)家重要戰(zhàn)略資源,黑龍江省是石墨儲(chǔ)量和產(chǎn)量大省,其儲(chǔ)量約占全國(guó)60%以上。但石墨深加工產(chǎn)品和技術(shù)人才短缺成為制約企業(yè)發(fā)展的瓶頸問(wèn)題。為了地方經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,針對(duì)黑龍江科技大學(xué)無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)與地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展不協(xié)調(diào)的問(wèn)題,提出了對(duì)無(wú)機(jī)非金屬材料專業(yè)人才培養(yǎng)模式進(jìn)行改革,結(jié)合石墨產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,修訂了人才培養(yǎng)方案,對(duì)理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)體系進(jìn)行了修改和完善,為黑龍江省石墨深加工產(chǎn)業(yè)提高技術(shù)支持和人才保證。